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Biologie · Der menschliche Körper
Aufbau, Rezeptoren und Nervenbahnen von Auge, Ohr, Nase, Zunge und Haut. Die Optik des Auges steht in einer eigenen Physik-Lektion.
Jedes Sinnesorgan wandelt einen Reiz in elektrische Signale um (Transduktion): Licht im Auge, Schall im Ohr, Moleküle in Nase und Zunge, Druck und Temperatur in der Haut.
| Augenhaut | Teile | Aufgabe |
|---|---|---|
| Äußere | Sklera, vorn Hornhaut |
| Mittlere (Uvea) | Aderhaut, Ziliarkörper, Iris | Blut, Linse, Blende |
| Innere | Netzhaut (Retina) | Lichtsinneszellen |
Die Iris teilt den Raum vor der Linse in eine vordere und eine hintere Augenkammer. Das Kammerwasser entsteht in der hinteren Kammer und fließt im Kammerwinkel über den Schlemm-Kanal ab. Staut es sich, steigt der Augeninnendruck: Glaukom (Grüner Star).
Hinter der Linse füllt der Glaskörper das Auge, ein Gel aus Hyaluronsäure und Kollagen. Zwei glatte Irismuskeln steuern die Pupille: Der Sympathikus weitet sie (Mydriasis), der Parasympathikus verengt sie (Miosis).
Beim Pupillenreflex reagieren beide Augen gleichzeitig, auch wenn nur eines beleuchtet wird.
Hornhaut, Kammerwasser, Linse und Glaskörper bilden den dioptrischen Apparat. Er bildet die Welt verkleinert und umgekehrt auf der Netzhaut ab. Für die Nähe zieht sich der Ziliarmuskel zusammen, die Linse wird runder. Mehr zu Brechkraft und Fehlsichtigkeit → Ausführlich in: Optik des Auges
| Stäbchen | Zapfen | |
|---|---|---|
| Sehen | Hell-Dunkel, Dämmerung | Farbe, Schärfe |
| Anzahl | etwa 120 Mio. | etwa 6 Mio. |
| Ort | Peripherie, nicht in der Fovea | am dichtesten in der Fovea |
| Sehfarbstoff | Rhodopsin (aus Vitamin A) | drei Typen: Rot, Grün, Blau |
Der gelbe Fleck (Macula) enthält fast nur Zapfen. In seiner Mitte liegt die Fovea centralis, der Ort des schärfsten Sehens. Fällt der Rot-Zapfen aus, kannst du Rot und Grün kaum trennen (Protanopie). Sichtbar ist Licht von etwa 380 bis 780 nm.
Im Dunkeln übernehmen nach einer Weile die Stäbchen. Der Knick in der Dunkeladaptationskurve heißt Kohlrausch-Knick.
| Abschnitt | Enthält | Aufgabe |
|---|---|---|
| Außenohr | Ohrmuschel, Gehörgang | fängt Schall |
| Mittelohr | Paukenhöhle, Gehörknöchelchen | verstärkt Schall |
| Innenohr | Cochlea, Vestibularorgan | Hören, Gleichgewicht |
Das Trommelfell trennt Gehörgang und Paukenhöhle. Die Quellen ordnen es unterschiedlich zu; in den Fragen zählt es zum Außenohr. Die Eustachische Röhre verbindet die Paukenhöhle mit dem Rachen und gleicht den Druck aus. Zwei kleine Muskeln (M. stapedius, M. tensor tympani) dämpfen sehr laute Geräusche.
| Organ | Registriert | So funktioniert es |
|---|---|---|
| 3 Bogengänge | Drehbewegungen | Endolymphe lenkt die Cupula aus |
| Utriculus, Sacculus | Linearbeschleunigung, Neigung | Otolithen biegen Sinneshaare |
Utriculus und Sacculus heißen Makulaorgane. Otolithen sind Kalkkristalle auf einer gallertigen Membran. Alle Teile liegen im Innenohr.
Riechzellen sind primäre Sinneszellen: bipolare Nervenzellen, etwa 10 Millionen, in der gelbbraunen Riechschleimhaut im Dach der Nasenhöhle. Duftmoleküle binden an Rezeptoren auf ihren Zilien und aktivieren ein G-Protein. Basalzellen ersetzen die Riechzellen etwa alle 60 Tage.
Die Nasenscheidewand teilt die Nasenhöhle in zwei Kammern.
Riechstörungen: Anosmie (Verlust), Hyposmie (vermindert), Hyperosmie (übersteigert), Parosmie (verfälscht), Phantosmie (Geruch ohne Reiz).
Geschmacksknospen sitzen in den Papillen der Zunge, aber auch in Gaumen und Rachen. Ihre Sinneszellen sind sekundäre Sinneszellen: Sie geben das Signal an eine Nervenfaser weiter und leben nur etwa eine Woche. Stammzellen ersetzen sie. Der Geschmack löst reflektorisch Speichel- und Magensaftsekretion aus.
Es gibt fünf Qualitäten: süß, sauer, salzig, bitter, umami. Jede Geschmacksknospe erkennt alle fünf, eine Zungenkarte mit Zonen ist ein Mythos.
Capsaicin reizt Schmerz- und Wärmerezeptoren, die der Trigeminusnerv leitet. Geschmacksknospen sind nicht beteiligt.
Die Haut ist das größte Organ: 1,5 bis 2 m², 3 bis 5 kg. Sie schützt mechanisch, vor UV-Licht und Keimen (Säureschutzmantel, pH 5,5), bildet unter Sonnenlicht Vitamin D und regelt die Temperatur: Schwitzen kühlt durch Verdunstung, in der Kälte verengen sich die Hautgefäße.
| Schicht | Aufbau | Besonderheit |
|---|---|---|
| Epidermis | verhornendes Plattenepithel | ohne Gefäße |
| Dermis | Bindegewebe | Gefäße, Rezeptoren |
| Subcutis | Fett, lockeres Bindegewebe | Polster, Isolation |
Epidermis plus Dermis heißen zusammen Cutis. Leistenhaut (Handflächen, Fußsohlen, Fingerbeeren) hat keine Haare und keine Talgdrüsen. Felderhaut deckt den Rest des Körpers und trägt beides. Die Epidermis besteht zu über 90 % aus Keratinozyten, die Keratin bilden. Die Schichten, von innen nach außen:
Die Dermis gliedert sich in die lockere Papillarschicht direkt unter der Epidermis und die Geflechtschicht mit dichten Fasern. Von der Dermis aus wird die gefäßlose Epidermis ernährt.
Zu den Hautanhangsgebilden zählen Haare, Nägel und Drüsen. Talgdrüsen münden in den Haarfollikel und geben ihr Sekret holokrin ab, die ganze Zelle zerfällt. Ekkrine Schweißdrüsen sondern wässrigen Schweiß für die Kühlung ab, apokrine Duftdrüsen ein alkalisches Sekret; sie arbeiten erst ab der Pubertät.
| Rezeptor | Lage | Reiz |
|---|---|---|
| Merkel-Zelle | Epidermis | anhaltender Druck |
| Meissner-Körperchen | Dermis, oben | leichte Berührung |
| Ruffini-Körperchen | Dermis | Dehnung |
| Vater-Pacini-Körperchen | Subcutis | Vibration, starker Druck |
| Haarfollikelsensor | Haarwurzel | Haarbewegung |
| freie Nervenendigung | alle Schichten | Schmerz, Temperatur |
Die Haut hat etwa 250.000 Kälte- und nur 25.000 Wärmerezeptoren. Die Tiefensensibilität (Propriozeption) meldet Stellung und Kraft über Muskelspindeln und Golgi-Sehnenorgane.
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Deine AufgabeDecke die Beschriftungen am Augapfel auf: Welche drei Augenhäute unterscheidest du, und wie verändert die Linse beim Nahsehen ihre Form?
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Deine AufgabeVerfolge den Schall vom Gehörgang bis zur Cochlea: Welche drei Knöchelchen liegen dazwischen, und in welchem Fenster sitzt der Steigbügel?
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Deine AufgabeGehe von oben nach unten durch die Haut: Welcher Rezeptor liegt am tiefsten, und auf welchen Reiz spricht er an?
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